明治大学の教授陣が社会のあらゆるテーマと向き合う、大学独自の情報発信サイト

血液はサラサラだけでなく、ドロドロも必要!?

平野 太一 平野 太一 明治大学 理工学部 准教授

>>英語版はこちら (English)

私たちの身の回りには、物質の粘性が変化する特性を応用した製品が数多くあります。と言われても、ピンとくる人は少ないかもしれません。実は、ペンキや歯磨き粉(ペースト)などは、非ニュートン流体の特性が応用されているのです。それは、どういうことでしょうか。

物質は、実は、様々な挙動を示す

平野 太一 水は液体の状態だけでなく、気体になったり、氷のような固体にも変化します。それは、熱量を与えたり、奪うことによって起こる化学変化で、だれもが知っていることです。ところが、そこにあるままの物質が自ら変化することは、あまり知られていないと思います。

 例えば、ピッチドロップ実験をご存じでしょうか。樹脂の塊を漏斗に入れて、そのままなにもせずに置いておく実験です。1927年に始まりましたが、2014年までの87年間で、固体に見える塊から9回の滴りがあったのです。

 これは、複雑流体の流動と言われる現象ですが、観測時間のスケールによっては、固体が液体のような挙動を示すことが観測できるのです。

 逆に、一瞬で変化する液体の挙動があることを、実は、多くの人が知っていると思います。

 例えば、プールの水はゆっくり入れば何の変哲もない液体ですが、飛び込み台から飛び込むと、水面に当たったときに痛さを感じることです。

 つまり、水が一瞬で固体のような挙動を示したように感じられるのです。実際、高いところから飛び込んだとき、水面はコンクリートと同じなどと言います。

 このように、一見、変化しないように見える物質も、実は、様々な挙動を示すのです。

 液体の挙動を決める要因のひとつに、粘性があります。サラサラ、ネバネバといった特性です。人は、液体のそうした粘性を日常生活の道具などに上手く応用しています。

 例えば、ペンキはネバネバ過ぎては塗りづらいですし、サラサラ過ぎては壁面などに塗ると垂れてしまいます。そこで、使い勝手の良い粘性をもつように計算され、開発されているわけです。

 この粘性の度合いを示す値が粘度です。cP(センチポワズ)や、Pa・s(パスカル秒)などの単位で表され、20℃の水が1cPとなります。

 この粘度の計測法として一般的に用いられているのが、細管法と、回転式粘度計です。

 細管法は、細いガラスの管の中に測りたい液体を入れ、その液体が管の中を流れ落ちる時間によって粘度を割り出します。非常に単純で古典的な手法ですが、現在でも、最も精度の高い計測法です。

 一方、回転式粘度計は、試料液体が入った容器に回転子を浸し、その回転子を回します。すると、サラサラな液体であれば回転子が受ける抵抗は小さく、ネバネバした液体であれば大きくなります。その抵抗力を測る方法です。

 こうした粘度計は、私たちの身の回りの日用品を開発する際に、欠かせない器具のひとつになっています。

IT・科学の関連記事

「タンパク質は面白い」という好奇心が、がん退治にも繋がる!?

2022.11.18

「タンパク質は面白い」という好奇心が、がん退治にも繋がる!?

  • 明治大学 理工学部 教授
  • 吉村 英恭
健康的な長寿のために、新たな機能性物質を見つける

2022.7.15

健康的な長寿のために、新たな機能性物質を見つける

  • 明治大学 農学部 教授
  • 浜本 牧子
数理モデルは近未来のスマート農業も実現する

2022.7.13

数理モデルは近未来のスマート農業も実現する

  • 明治大学 総合数理学部 教授
  • 中村 和幸
アインシュタインはいかにしてアインシュタインになったのか

2022.6.17

アインシュタインはいかにしてアインシュタインになったのか

  • 明治大学 政治経済学部 准教授
  • 稲葉 肇
民事裁判のIT化は迅速化のためだけではない

2022.5.25

民事裁判のIT化は迅速化のためだけではない

  • 明治大学 法学部 准教授
  • 栁川 鋭士

新着記事

2022.12.01

自分で考え、自分で動き、仕事の面白さを知ろう

2022.11.30

パンデミックによって質屋の機能が見直された!?

2022.11.29

行き詰ったら、「知の総合化」で解決しよう

2022.11.25

中華世界の拡大は、実は、理に適っていた!?

2022.11.22

好奇心を尊重し、長い目で見て、人を育てよう

人気記事ランキング

1

2022.11.30

パンデミックによって質屋の機能が見直された!?

2

2020.11.04

私たちの身近にある熱エネルギーには多様な可能性がある

3

2019.02.13

現代人が取り戻せず、潜伏キリシタンが250年間失わなかったもの

4

2020.04.01

歴史を紐解くと見えてくる、台湾の親日の複雑な思い

5

2019.11.08

#1 日本のアニメはいつから世界で人気になったの?

連載記事